基于模糊-熵权理论的铁路瓦斯隧道施工安全风险评估

针对含瓦斯地层隧道施工难度大、安全风险高等特点,提出采用熵值法和模糊理论相结合的方法进行铁路瓦斯隧道施工安全风险评估.为评估铁路瓦斯隧道施工安全风险,结合兴泉铁路某隧道工程,详细分析了隧道施工安全的影响因素,在此基础上构建了铁路瓦斯隧道施工安全风险评价体系,采用熵权理论确定了各层次风险影响因子权重,进而基于模糊数学理论构建了铁路瓦斯隧道施工安全风险评估模型,并对各影响因素逐层进行计算,得出铁路瓦斯隧道施工的事故可能性等级为3级,即可能出现风险.评估结果可靠,符合工程实际,可供类似工程参考.     

高速公路施工安全风险评估及管控措施分析

随着我国在建的公路和隧道工程数量迅速增长,施工安全事故时有发生,通过风险评估实现施工过程的风险控制就显得非常重要。在此背景下,交通运输部印发了《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》指导施工风险评估工作,而在实际应用过程中,该评估指南还无法完全适应多变的工程实际需要。本文以“津石公路”为例,系统分析施工过程的风险因素,从“建设规模、施工条件、气候环境条件、地形地貌条件、桥位特征、施工工艺成熟度”六个方面构建评价指标体系,应用层次分析法,对评估结论做进一步评估和验证。并在此基础上,在“路基工程、桥梁工程、机械设备、施工技术”四方面系统性提出管控措施,为津石公路的施工安全提供安全技术支撑。     

山岭地区铁路隧道施工安全风险评估及管理研究——以贵广铁路客运专线金宝顶隧道为例

针对山岭地区隧道工程规模越来越大,地质条件日益复杂、技术要求越来越高、施工难度也越来越大等特点,以新建贵阳至广州铁路客运专线金宝顶隧道为工程背景,采用“层次分析法”对隧道施工安全进行风险评估.通过建立风险源的层次树状图,有针对性采取隧道施工安全风险管理控制技术,为降低事故发生的可能性和控制风险事故后果损失提供了技术指导.结合金宝顶隧道风险管理的实例,对基于层次分析法的施工安全风险评估的实际运用进行总结,提出了主要的危险源和应该采取的风险控制措施,以其为同类工程提供有益借鉴.     

瓦斯隧道穿越构造煤层施工风险的模糊层次评价

为了科学评价瓦斯隧道穿越构造煤层施工的风险程度，从而为瓦斯隧道的施工安全与成本控制提供决策判据，以某在建公路瓦斯隧道为工程依托开展了风险评价研究。首先，根据隧道的地质特征与施工情况进行了风险因素辨识，构建了瓦斯隧道穿越构造煤层施工的安全评价体系；其次，采用层次分析法构造判断矩阵并通过专家打分的方法对安全评价体系中的各级指标进行权重赋值；最后，采用三级模糊综合评价法进行了风险定量计算。结果表明：瓦斯隧道穿越构造煤层施工过程中潜在9种固有风险因素和11种施工风险因素；施工因素对瓦斯隧道施工风险的影响权重为0.763 2,而固有因素的影响权重为0.236 8;三级模糊综合评价的计算结果显示该依托工程进行揭煤施工时发生事故的风险概率为61,对应为一般风险。评价结果成功应用于依托工程安全快速穿越构造煤层施工，表明所构建的安全评价体系与风险评价方法具有可靠性，可为同类型的瓦斯隧道施工风险评价提供佐证。     

基于模糊层次综合评判法的隧道坍塌风险评估

在隧道工程实施阶段,开展定量施工安全风险评估,对预防和控制风险、降低事故发生概率有重要作用。以某工程施工隧道不良地质条件区域(古滑坡K9+600~K10+000和浅埋段K10+430~K10+490)为研究对象,采用模糊层次综合评判法,通过建立因素集(包括勘察、设计、施工情况,施工方式及支护结构,地质环境因素,监控测量与地质预报和施工管理5个一阶因素)、评价集、权重集对隧道施工坍塌风险进行模糊判定,经矩阵计算,隧道滑坡区域和浅埋段区域坍塌事故可能性均为Ⅳ级。依据指标体系法及模糊层次综合评判法所得结果分别为Ⅲ级和Ⅳ级,鉴于模糊层次综合评判法较指标体系法涉及评判指标更全面、更有针对性、更符合施工场地客观条件,坍塌事故可能性最终评判结果为Ⅳ级。研究表明:模糊层次综合评判法在不良地质隧道安全风险评估中的应用使估测指标更精确、更有效;评估的技术创新使施工安全风险评估更具针对性,保证了施工的安全。     

北京地铁双连拱隧道施工风险评价与控制实例研究

以北京某地铁工程为背景,将层次分析法应用到双连拱区间隧道施工安全风险评价中.在风险评价过程中,结合双连拱隧道施工特点,识别双连拱隧道施工过程中所存在的风险,运用层次分析法进行风险评估,得出影响双连拱区间隧道施工安全的风险因素权重排序,运用Expert Choice软件对施工过程风险因素进行灵敏性分析.结果表明,在双连拱区间隧道施工过程中,施工人员技术水平不高、安全风险意识淡薄风险最大.根据安全风险评价结果,进行了施工风险控制研究,采取相应的风险控制措施,达到减小风险发生概率和最大程度降低损失的目的.     

基于ISM和模糊故障树的铁路黄土隧道塌方风险分析

研究如何对铁路黄土隧道塌方风险事故进行管理控制,先从地质因素、施工方法因素、监控量测因素和施工管理因素分析了黄土隧道塌方事故的成因。接着依据铁路行业隧道风险评估指南矿山法隧道施工风险因素列表,识别影响兰渝铁路某黄土隧道项目塌方的18项主要风险因素。然后运用系统工程解释结构模型方法(ISM)分析项目各风险因素间的相互关系,得出影响该隧道项目塌方的直接原因为施工扰动过大、支护不及时、拱脚悬空时间过长和信息反馈处理不及时。底层原因则为开挖方式、特殊地质条件。在上述基础上建立项目塌方事件模糊故障树模型,进行模糊定量分析,得到项目塌方事件发生的模糊概率和关键风险因素的模糊重要度。结果表明,实例黄土隧道项目塌方事故风险概率很大,地质因素、开挖方法等对塌方事故影响最大。解释结构模型方法能揭示各风险要素间的不确定性因果关系,有利于把握事故发生机理,模糊数能客观地描述风险事件的发生概率,增强故障树诊断方法的可靠性。     

基于熵权物元可拓理论的隧道塌方风险评估

为了准确评价隧道塌方风险等级,降低隧道施工过程中塌方事故的风险,基于熵权物元可拓理论建立了隧道塌方风险分级的评估模型。在统计及综合分析隧道塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、跨度、偏压角度、埋深、地下水影响、断层破碎带、施工管理与技术水平7个主要因素作为隧道塌方等级评价指标。借鉴可拓学原理,将熵权法引入可拓学理论中,建立了熵权物元可拓评估模型,对隧道塌方风险进行评估。在熵权物元可拓评估模型中,对定性的指标进行量化,并对各指标进行归一化处理,构建隧道塌方等级评估的经典域、节域和待评物元;为客观、合理地确定指标权重,提出用熵权法计算指标权重;对隧道塌方风险进行关联函数值和关联度分析,确定隧道塌方风险等级及其变量特征值。在工程应用中,对某隧道1#横洞的数据进行统计分析,通过构建的熵权物元可拓评估模型得到某隧道1#横洞的待评物元,从而应用熵权物元可拓理论对某隧道1#横洞进行隧道塌方风险评估,评估结果与实际开挖中毛开挖面围岩不稳定、且时有掉块现象发生的情况一致。研究表明,将熵权物元可拓理论应用于山岭隧道塌方风险评估是可行的,应用该模型得到的隧道塌方等级与实际开挖情况相吻合,很好地预测了隧道施工的安全状态。     

基于结构方程模型-模糊认知图的矿山法地铁隧道施工安全风险分析

为了对矿山法地铁隧道施工全过程的安全风险进行动态演化分析，构建了矿山法地铁隧道施工安全风险评价指标体系，在结构方程模型建模与分析的基础上引入模糊认知图方法。首先，以扎根理论为指标筛选框架，识别出矿山法地铁隧道施工安全风险。然后，通过结构方程模型分析矿山法地铁隧道施工全过程的安全风险因素的因果关系及其路径系数。最后，通过模糊认知图进行动态预测与诊断推理。以武汉市某矿山法地铁隧道工程为例进行实证分析，综合风险预测分析与推理诊断两方面进行了评价。结果表明：矿山法地铁隧道施工过程各阶段的风险从大到小依次为隧道开挖、超前支护、结构防水、辅助措施、初期支护和二次衬砌，施工过程中应重点关注隧道超挖、欠挖，开挖循环进尺、步序确定不合理，隧道开挖方法选择不合理等关键风险，研究结果与武汉市某矿山法地铁隧道工程基本相符，验证了该模型的有效性。     

川藏铁路桥隧施工安全风险评价

通过评估川藏铁路工程建设的施工风险等级,为高质量推进川藏铁路工程建设提供理论支撑。剖析了国内外学者关于风险评估研究的理论与方法,针对川藏铁路施工建设中的5座特大桥梁工程和9座超长隧道工程,分析了桥梁隧道建设工程的特征,构建了川藏铁路桥梁工程的17个安全风险评价指标体系和隧道工程的20个安全风险评价指标体系,通过建立基于模糊综合评价法的风险评估模型完成了对川藏铁路重点桥梁和隧道工程的风险评价,最后构造BP神经网络模型对风险评估结果进行验证,以川藏铁路部分重点桥梁工程评分数据和部分重点隧道工程评分数据为训练数据,以剩余评分结果为验证数据,预测桥梁和隧道工程的风险等级。结果表明:采用BP神经网络预测桥梁隧道工程安全风险等级的准确率高达98. 82%,BP神经网络对于该工程施工安全风险评价具有适用性;川藏铁路重点桥隧工程项目有50%处于较危险以上,只有20%的工程处于安全级别。     

山岭隧道施工中塌方风险评估模型研究及应用

为评估隧道施工中塌方风险,以确定其可能性及严重程度作为2条主线。由文献调研并结合待评估隧道风险特征、施工现状、工程概况等建立塌方可能性评估指标体系,运用层次分析法(AHP)与多层次模糊综合决策确定塌方风险事件可能性等级,定性指标由专家评判确定对各可能性等级的隶属度,定量指标的隶属度以正态分布作为隶属函数求出;综合考虑多种事故后果类型,选用当量估计法确定塌方风险事件严重程度;最后基于风险矩阵法确定隧道塌方风险等级。将本模型应用于兴隆隧道1号斜井,经评估该斜井塌方风险等级为Ⅲ级,即较大风险,后续施工中须采取有效措施降低风险,减少风险可能导致的损失。     

公路隧道施工安全评价指标体系的研究

针对公路隧道施工系统安全的特殊性,提出并建立了公路隧道施工安全评价体系.同时公路隧道施工安全系统是一个复杂的非线性系统,运用BP神经网络对公路隧道施工系统进行了安全评价的研究和应用,结合各个公路隧道施工的实际情况,进行科学的安全评价,能够得到公路隧道施工的不同时期的安全状况.     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。     

基于未确知测度理论的公路隧道水害危险性评价

基于未确知测度理论,建立公路隧道水害危险性评价模型。从内因和外因的视角分析,同时将内因分为水害来源、通道、水量三个部分,采取隧道区降水量、地表水文情况、隧道区渗透系数、构造断裂带类型、围岩分级、岩土分类、单位涌水量、隧道区平均气温、隧道区植被覆盖率、隧道区地下水腐蚀性(酸性)、防排水措施情况、隧道施工分级、安全管理情况等共13项指标作为为确知测度模型的判别指标;根据相应的实测数据构建未确知测度函数,同时利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依据置信度识别准则进行等级判定,最后得出公路隧道水害危险性评价结果。运用该方法对国内6条典型公路隧道的水害危险性进行评价,评价结果与公路隧道实际情况相吻合。因此,这种新方法能够应用到公路隧道水害的危险性评价中,并能解决公路隧道危险性评价的诸多因素不确定性问题,对其进行合理有效的评价。     

高速公路隧道施工安全信息化监控技术

针对我国高速公路隧道建设存在的安全问题 ,基于现场监控量测成果 ,建立隧道施工安全信息化分析方法 ,笔者提出将施工信息与管理技术有机地融合为一体的思路 ,以提高公路隧道施工安全信息管理水平 ;由此详细地阐述了隧道施工安全性评价指标体系的确定原则 ;并将其应用于崇遵高速公路龙井坡隧道工程的施工实践 ,取得了预期的安全监控目标。该方法对其他地下工程的施工安全管理具有重要参考价值     

链式风险评估方法研究及工程应用

为解释工程中各类风险事件间存在的关联机理,将风险事件间的关联关系提炼为链式结构,给出了工程链式风险评估的整套流程和方法。以内罗毕国家公园特大桥施工期生态、灾害、安全风险全过程风险评估为例,阐明了该方法的应用过程,并与独立风险评估方法进行了比较。研究结果表明:链式风险评估方法计算量较大,评估步骤较为繁杂,当风险事件数量较大时其可操作性较差;当对某几项风险极为关注时,对其进行小范围的链式风险分析可使评估结果更加真实全面。 工程链式风险评估方法具有可行性和适用性。     

基于AHP可拓综合方法的公路隧道安全等级判定研究

研究了公路隧道安全现状的评价体系,并应用可拓集理论、层次分析法和有关隧道安全评价的专业知识,将可拓集理论与安全评价相结合,建立基于可拓学的公路隧道安全评价分析的物元模型。对辽宁阜新大巴沟隧道运用了这种新的安全评价方法,实践表明:基于AHP可拓综合方法的公路隧道安全评价方法可以准确反映公路隧道的安全等级。     

公路隧道火灾风险评价模型及应用

公路隧道火灾风险评价研究是预防和控制公路隧道火灾事故的重要手段。通过火灾案例统计分析,运用安全系统工程方法分析公路隧道火灾事故原因,从设备因素、人员因素、环境因素以及管理因素四个方面构建公路隧道火灾风险评价指标体系。建立了基于模糊层次评价法公路隧道火灾风险评价数学模型;最后对某公路隧道进行应用实例研究,确定了公路隧道的火灾风险等级并提出了相应的改进措施。结果表明公路隧道火灾风险评价指标体系以及评价方法能合理反映公路隧道的火灾风险。     

长大深埋隧道未开挖段岩爆灾害风险评估

为综合评估长大深埋隧道岩爆灾害风险,基于大量岩爆研究文献及待评估隧道的工程条件建立岩爆风险评估指标体系,包括单轴抗压强度、地应力、岩体完整性系数3个指标,并将岩爆风险划分为低、中、高和极高4个等级;根据围岩等级将待评估的五老峰隧道未开挖部分划分为4个区段,根据指标体系搜集各区段指标值,并将指标区间划分值与实际指标值归一化;基于重要性排序法和可拓综合评判确定未开挖区段的岩爆风险等级。研究结果表明:该隧道区段1,3和4的岩爆风险为中度,后续施工中应予以监测;区段2的岩爆风险为高度,在后续施工中必须采取风险控制措施降低风险并加强监测。